一、成都干氣密封的用途和適用范圍

成都干氣密封是在氣體動(dòng)壓 軸承基礎上發(fā)展起來(lái)的一種干運轉氣體薄膜潤滑非接觸式機械密封，該密封利用流體動(dòng)力學(xué)原理，通過(guò)在密封端面上開(kāi)設動(dòng)壓槽而實(shí)現密封端面的非接觸性運行。

起初，干氣密封主要為了改善高速離心壓縮機的軸封問(wèn)題，由于密封采取非接觸性的運行方式，因此干氣密封具有不受PV值影響、低泄漏率、無(wú)磨損運轉、低能耗、壽命長(cháng)，效率高、操作簡(jiǎn)單可靠、被密封流體不受油污染等特點(diǎn)

尤其在高壓設備、高速設備及各類(lèi)壓縮機設備中應用具有良好前景。

目前，壓縮機用干氣密封已有20 MPa以上的成功應用案例，2012年機械標準《干氣密封技術(shù)條件》將成熟的壓縮機用干氣密封范圍界定為壓力不超過(guò)15 MPaG，平衡直徑不大于300 mm，線(xiàn)速度不高于140 m/s；

泵用干氣密封使用參數相對較低，介質(zhì)壓力不超過(guò)4.1 MPa （G），軸徑不大于110 mm，線(xiàn)速度不高于25 m/s。

二、成都干氣密封結構及原理介紹

典型的干氣密封結構由旋轉環(huán)、靜環(huán)、彈簧、O形圈及軸和組裝套組成。動(dòng)環(huán)與靜環(huán)配合表面具有很高的平面度和光潔度，通常在動(dòng)環(huán)表面上加工有一系列的淺槽，借助端面開(kāi)設的流體動(dòng)及串聯(lián)式干氣密封。

單端面布置壓槽，在旋轉狀態(tài)下所產(chǎn)生的流體動(dòng)、靜壓效應，使兩端面被一穩定的薄氣膜分隔開(kāi)來(lái)，而處于非接觸運行狀態(tài)。

工作原理是動(dòng)環(huán)旋轉時(shí)，被密封的氣體沿周向吸入螺旋槽內，由外徑朝向中心，徑向分量朝向密封堰流動(dòng)，密封堰阻止氣體流向中心，從而氣體被壓縮引起壓力升高，密封端面間隙得到靜定形成要求的氣膜。

密封端面平衡間隙（膜厚）一般在2~10 μm之間。如此，端面的間隙可自行控制界面開(kāi)啟力，與外界的閉合力平衡，使氣膜具有良好的彈性（氣膜剛度高），形成穩定的運轉并防止密封端面相互接觸。

干氣密封的結構形式根據被密封介質(zhì)的不同、介質(zhì)壓力的不同及工作轉速的不同，又可分為單端面干氣密封、雙端面干氣密封 適用于少量工藝氣泄漏至大氣中無(wú)危害的工況，如二氧化碳機、空壓機、氮壓機等；

雙端面布置適用于不允許工藝氣泄漏至大氣中，但允許氮氣進(jìn)入機組的工況，比如工藝氣比較臟、不穩定或存在負壓的危險；

串聯(lián)式布置適用于允許少量工藝氣泄漏至大氣的工況，采用兩級串聯(lián)式布置方式，一 級為主密封，二 級為備用密封。

正常工況下，一 級密封承擔全部或大部分載荷，而另一 級不承受或承受小部分壓力降，通過(guò)主密封泄漏的工藝氣體被引向火炬燃燒，剩余少部分的工藝氣通過(guò)二級密封引入安 全地帶放空。

當主密封失效時(shí)，二級密封可以起到輔助安 全作用。

三、常見(jiàn)損壞原因

1. 單向槽反轉或低速工況

在干氣密封使用過(guò)程中由于安裝錯誤導致驅動(dòng)端與非驅動(dòng)端裝反、機組停車(chē)不可避免存在反轉工況、低速暖機工況等存在，致環(huán)破碎導致密封損壞，嚴重時(shí)環(huán)直接碎裂。

2. 后置隔離密封失效

外側密封被污染在使用過(guò)程中，可能會(huì )因為設計或操作方面的原因導致潤滑油污染密封端面。

例如：軸承腔排空不暢（呼吸帽過(guò)濾網(wǎng)堵塞）、氣體設計流速低造成氣量過(guò)小、迷宮齒數或間隙不合適、孔板設計過(guò)小、系統控制問(wèn)題、氮氣波動(dòng)或供氣中斷、開(kāi)停車(chē)操作順序錯誤、誤操作等。

3. 壓縮機前置迷宮失效

密封污染壓縮機前置迷宮密封磨損嚴重，導致工藝氣

反竄至干藝密封的密封面，污染密封。

4 .開(kāi)停車(chē)處理不當

密封污染開(kāi)停車(chē)過(guò)程中，一 級密封氣流量不容易..，機內氣體容易反竄，造成一 級密封端面的污染，因此可能在初試開(kāi)車(chē)增壓過(guò)程中，壓力較低，泄漏量偏大。

在對機組準備開(kāi)車(chē)，進(jìn)行沖壓前，需要先通過(guò)控制系統注入開(kāi)車(chē)用密封氣，避免工藝氣反竄造成密封的污染；

在停車(chē)過(guò)程中，應及時(shí)切換氣源，避免造成工藝氣反竄污染密封；停車(chē)期間，避免因操作等原因造成密封污染。

5. 正常運行時(shí)

過(guò)濾系統失效，密封污染在干氣密封現場(chǎng)運行中可能出現密封氣嚴重帶液，超出過(guò)濾器處理能力；過(guò)濾器堵塞后未及時(shí)切換，造成濾芯破損；

氣源中含大量的細粉，其粒度小于過(guò)濾器的精度，超出了過(guò)濾器的處理能力，但總量大，對密封及系統均造成影響等情況導致過(guò)濾系統失效，從而污染密封，導致失效。

6. 機組原因造成的密封失效

某化工廠(chǎng)載氣壓縮機正常運行期間，機組振動(dòng)值突然直線(xiàn)上升，超出儀表的測量范圍，緊接著(zhù)機組密封泄漏超標。

解體后發(fā)現密封動(dòng)環(huán)碎裂，主要是因為主軸上熱套的平衡盤(pán)松動(dòng)，發(fā)生了軸向位移，并與定子發(fā)生了接觸磨損，導致機組的振動(dòng)值升高，并超出了密封能夠承受的范圍，引發(fā)密封損壞。

7. 現場(chǎng)誤操作

某化工廠(chǎng)乙烯壓縮機，機組正常運行2年左右，兩端密封突然同時(shí)失效，密封環(huán)損壞。后期排查原因時(shí)發(fā)現，冬天溫度較低，操作人員出于好心將密封氣的加熱器開(kāi)啟，因溫度突變造成密封環(huán)炸裂。

四、維護及運行注意事項

1. 成都干氣密封操作極限

干氣密封的軸向竄動(dòng)允許依2.5 mm；徑向跳動(dòng)允許依0.6 mm；可承受短時(shí)間低速脈沖式盤(pán)車(chē)；承受API617振動(dòng)公差要求；靜態(tài)時(shí)可承受不超過(guò)1 MPa的反壓，動(dòng)態(tài)時(shí)不允許反壓。

2. 成都干氣密封操作注意事項

須選用干凈、干燥，在一定溫度、一定壓力下不碳化、不聚合的氣體作為干氣密封工作氣源；

須始終..干氣密封各個(gè)密封端面上、下游壓差為正壓差，且單向旋轉槽型不可反向旋轉。

在日常正常運行中，干氣密封本體基本不需要特殊操作和維護，但在工藝條件波動(dòng)、啟停過(guò)程中需要注意各流量、壓力參數是否在密封廠(chǎng)家給出的正常值范圍內。

尤其在開(kāi)停車(chē)過(guò)程中須嚴格按照密封廠(chǎng)家提供的順序操作，一般而言，開(kāi)車(chē)時(shí)，先投后置隔離氣，再投軸承潤滑油。停車(chē)時(shí)，反之。

日常維護中需要對干氣密封控制系統進(jìn)行定期巡視和維護，檢測過(guò)濾器是否阻塞，保溫、伴熱是否正常、儀器儀表是否正常等，一般來(lái)說(shuō)，..各顯示儀表數值在正常范圍內，基本能夠..密封運行性能。

3. 干氣密封備件的貯存

成都干氣密封備件一般貯存在室溫不低于-15℃和不高于40℃的通風(fēng)、避光、干燥的室內存放。自出廠(chǎng)之日起，密封產(chǎn)品貯存時(shí)間為3年，超過(guò)3年的干氣密封，使用前應發(fā)回原廠(chǎng)家進(jìn)行檢測、更換輔助密封圈并試驗。